发电厂电气运行检修培训_项目3_电力变压器运行

2019/8/41一、变压器原理及结构二、变压器允许运行方式三、变压器异常运行项目三电力变压器运行i2u1i1e1交变磁通φN1N2负载电源铁心变压器根据电磁感应原理，将一种电压等级的交流电压和电流变换为同频率的另一种等级的电压和电流，实现电能的传递。e2=u2一、变压器原理及结构1.变压器原理分接头2.变压器结构降压变压器升压变压器功率传递方向高压绕组中压绕组低压绕组绕组设置方法：►高压绕组放置外层（绝缘要求）►升压变压器低压绕组放置中层（提高功率传递效率）功率传递方向三绕组变压器2.变压器结构NorthChinaElectricPowerUniversity潜油泵引线套管风扇套管油位储油柜瓦斯继电器2.变压器结构NorthChinaElectricPowerUniversity油流继电器分接头机构箱油温表油位表2.变压器结构三相电力变压器型号SFPZ—31500/110kV110±5×2.5％/10.5额定电压额定容量31500kVA额定电流165.3/1732AXXXXX变压器厂HZ50额定频率出厂日期2007.6联结方式Y,yn0空载电流0.65％空载损耗32.5kW阻抗电压8.5％短路损耗30.7kW投运日期2007.83.电力变压器的铭牌定义：反映变压器高、低压绕组的联结方式以及高、低压绕组对应线电动势的相位关系。表示方法联结方式：Yd;Dy;Yy;YNy;Dyn相位关系：联结组别号表示变压器接线组别联结组别号的数字乘以300，就是二次绕组的线电动势滞后于一次侧电动势的相位角。3.电力变压器的铭牌时钟表示法－高压绕组线电压相量作为分针指向12点，低压绕组线电压相量作为时针指向的点数就是三相变压器的联接组别号。ABUabUABUabU3.电力变压器的铭牌变压器接线组别例：Yd5表示二次侧线电动势滞后一次侧线电动势1500。ABUabUABUabU3.电力变压器的铭牌变压器接线组别我国常用电力变压器联结组Yyn0——用于低压配电变压器（如10/0.4kV）Yd11——用于中低压变压器（如35/10.5kV）YNd11——用于高压变压器（如220/110kV）3.电力变压器的铭牌（1）单相变压器空载试验试验接线图和等效电路空载试验可以在任何一侧做，为了方便和安全，一般空载试验在低压侧进行。4.变压器空载试验和短路试验%1003%0000NCBAIIIII～AAAWWVVVABCabc试验接线图（2）三相变压器空载试验试验分析变压器空载损耗主要是铁芯损耗，此外包括少量的铜损和附加损耗。变压器铁损与负载电流无关。电压偏离额定值时，由于磁路饱和的原因，空载电流和空载损耗将非线性地显著增大或减少。与制造厂参数比较空载电流百分数、空载损耗应无明显变化。（2）三相变压器空载试验变压器变压比试验（3）变压比试验NNUUUUK21201变压器压器在空载情况下，高压绕组的电压与低压绕组的相电压之比称为变压比。变压比试验是在变压器一侧施加电压，用仪表或仪器测量另一侧电压。指变压器任意一侧绕组短路，从另一侧绕组加入额定频率的交流电压，使绕组内的电流为额定值时，测量短路阻抗和负载损耗。负载试验负载试验目的二、变压器负载试验计算和确定变压器是否满足并联运行条件；计算和试验变压器短路时的热稳定和动稳定；计算变压器的效率；计算变压器二次侧电压由于负载改变而产生的变化。（4）变压器负载（短路）试验为便于测量，通常在高压侧加电压，将低压侧短路。短路试验将在降低电压下进行，使短路电流不超过1.2一次侧额定电流。单相变压器负载试验（4）变压器负载（短路）试验WWVVVABCAAAabc三相变压器负载试验（4）变压器负载（短路）试验变压器负载损耗主要是铜损，此外包括少量的铁损和附加损耗。变压器铜损与负载电流平方成正比，称为可变损耗。与制造厂参数比较短路阻抗百分比、负载损耗应无明显变化。负载试验分析（4）变压器负载（短路）试验5.变压器外特性cosφ2=0.8（容性）cosφ2=1（阻性）cosφ2=0.8（感性）ΔUβ00.20.40.60.81.0负荷增加电压上升变压器可采用改变分接头的方法来调节输出电压的高低，每个分接头的调整量在1%～2.5%范围内。负荷增加电压下降0.51.0U2/U2N效率反映了变压器运行的经济性，也是变压器的一个重要运行指标。6.变压器的效率η=P2P1×100%P2——变压器输出有功功率P1——变压器输入有功功率P1=P2+pFe+pCu效率的定义：0.51.0ηηm变压器的效率曲线00.20.40.60.81.0β将变压器最大效率设定在半载附近，可提高变压器全年的运行效率。βm曲线分析：1.轻载时效率低（输出功率小）2.半载左右效率高3.满载时效率降低（铜损耗急剧增加）6.变压器的效率7.变压器的并联运行各变压器一、二次侧的额定电压分别相等，即变比相同；各变压器的连接组别相同；各变压器的短路阻抗标么值相等，且短路阻抗角也相等。并联运行条件变比不等的变压器并联运行7.变压器的并联运行由于变比不等，变压器二次侧的电压不相等，空载运行时，在变压器一、二次绕组产生环流。由于变压器的短路阻抗很小，即使变比差很小，也会产生很大的环流。环流的存在，既占用了变压器的容量，又增加了变压器的损耗。当变压器负载运行时，环流对变压器实际电流产生影响，从而影响变压器的负荷分配。联结组别不同时的并联运行联接组号不同的变压器，虽然一次侧、二次侧额定电压相同，但二次侧电压相量的相位至少相差300。2UU2U30°Yy0与Yd11两变压器并联时二次侧电压相量NNUUU22052.0230sin2由于短路阻抗很小，将在两变压器绕组中产生很大的空载环流，其值将达到额定电流的5.2倍，这是绝对不允许的。7.变压器的并联运行短路阻抗不等时变压器的并联运行kIIIIkIIZIZI变压器分担的负载大小与其短路阻抗标么值成反比。7.变压器的并联运行2019/8/4271.变压器的允许温度和温升2.变压器运行电压允许范围3.变压器的过负荷运行二、变压器允许运行方式2019/8/428冷却方式冷却介质最高温度(℃)最高上层油温(℃)自然循环自冷、风冷4095强迫油循环风冷4085强迫油循环水冷3070油浸式变压器上层油温一般不应超过下表规定。当冷却介质温度较低时，上层油温也相应降低。自然循环冷却变压器的上层油温一般不宜经常超过85℃。变压器允许温度1.变压器的允许温度和温升2019/8/429变压器的允许温升油浸式变压器上层油温与周围环境温度的差值称为允许温升。冷却方式冷却介质最高温度(℃)最高上层油温(℃)允许温升(℃)自然循环自冷、风冷409555强迫油循环风冷408545强迫油循环水冷3070401.变压器的允许温度和温升2019/8/430温度和温升的区别为什么既要监视温度又要监视温升？变压器内部的散热能力与周围环境温度的变化并不成正比，周围环境温度虽降低很多，但其内部散热能力却提高很少，变压器绕组的温度可能超过允许值。运行温度（°C）允许温度（°C）环境温度（°C）运行温升（°C）允许温升（°C）符合要求85950855598954553551.变压器的允许温度和温升2019/8/431变压器的运行电压一般不应高于105％的运行分接电压。有特殊规定的变压器，允许在不超过ll0％的额定电压下运行。无励磁调压变压器在额定电压±5％范围内改换分接位置运行时，其额定容量不变。如为-7.5％和-10％分接时，其容量按制造厂的规定。2.变压器运行电压允许范围2019/8/4323.变压器的过负荷运行变压器的正常过负荷运行变压器正常过负荷运行规定变压器正常过负荷可以经常使用，其允许值可以根据变压器的正常过负荷曲线确定。当变压器有较严重的缺陷（如冷却系统不正常、严重漏油、有局部过热现象、油中溶解气体分析结果异常等）或绝缘有弱点时，不宜超额定电流运行。2019/8/4333.变压器的过负荷运行变压器的正常过负荷运行油浸式变压器正常过负荷可参照下述规定确定：全天满负荷运行的变压器，不宜过负荷运行。油浸风冷和油浸自冷式变压器，其总过负荷值，不宜超过变压器额定容量的30％；强油循环风冷式变压器，不宜超过20％。变压器在过负荷运行时，应投入全部工作冷却器，必要时应投入备用冷却器。2019/8/434变压器的事故过负荷3.变压器的过负荷运行变压器在事故过负荷下运行时，绕组热点温度迅速升高，绝缘强度暂时下降。此时，应投入包括备用冷却器在内的全部冷却器。当变压器有较严重的缺陷（如冷却系统不正常、严重漏油、有局部过热现象、油中溶解气体分析结果异常等）或绝缘有弱点时，不宜超额定电流运行。油浸式变压器事故过负荷的允许值可按规程或厂家规定执行，变压器事故过负荷情况下，应尽量压缩负载，减少时间，一般不宜超过0.5小时。2019/8/4351.变压器常见异常及故障原因2.变压器异常及事故处理相关规定3.变压器常见异常现象及处理三、变压器异常运行（1）1995～2004年变压器故障部位统计变压器故障部位变压器电压等级（kV）110220330～500合计线圈21711523355主绝缘或引线2411439分接开关2613241套管2191040其他105217变压器故障台数29815341492统计的变压器在役台数6538623634418293202变压器故障台率0.46％0.65％0.98％0.53％1.变压器常见异常及故障原因（2）1995～2004年变压器故障原因统计故障原因变压器故障期间1995～19992000～2004合计制造线圈抗短路强度不够12574199线圈绝缘或引线设计或工艺不良4659105套管181230分接开关201939其他7--7运行进水15419安装/检修或维护不当14721其他雷电271744过电压或污闪4812绝缘老化257其他6391.变压器常见异常及故障原因1.变压器常见异常及故障原因（3）2008年国家电网变压器非计划停电原因统计（4）2008年国家电网变压器事故跳闸原因统计1.变压器常见异常及故障原因①变压器绕组故障占变压器总故障的比例较大，问题突出。②变压器铁心过热，包括多点接地，硅钢片段间短路和零序磁通导致铁心夹件过热等。③线圈导电流回路的过热，主要是分接开关接触不良，引出线接头松动等。④变压器套管故障，包括电容芯劣化，受潮和接头发热等。⑤有载分接开关故障，包括接触不良和元件老化等操作失灵。⑥冷却器故障有渗漏（渗出油，漏入空气）、有金属颗粒、油泵和风扇机械故障等。⑦储油柜胶囊呼吸不畅，压力释放装置和瓦斯继电器误动等。⑧高压电抗器特有的铁心和夹件过热，线圈绝缘损坏和局部放电也时有发生。综合分析1.变压器常见异常及故障原因2.变压器异常处理相关规定DL/T-2010《电力变压器运行规程》（1）变压器运行中发现不正常现象时，应设法尽快消除，并报告上级和做好记录；（2）当变压器附近的设备着火、爆炸或发生其他情况，对变压器构成严重威胁时，应立即将变压器停运。（3）当发生危及变压器安全的故障，而变压器的有关保护装置拒动时，应立即将变压器停运。（4）变压器有下列情况之一者，应立即停运；若有备用变压器时，应尽可能先将备用变压器投入运行。①变压器声响明显增大，很不正常，内部有爆裂声；②严重漏油或喷油，使油面下降到低于油位计的指示限度；③套管有严重的破损和放电现象；④变压器冒烟着火；⑤干式变压器温度突然升至1200C。2.变压器异常处理相关规定3.变压器常见异常现象及处理（1）变压器异常声音处理正常运行时，由于交流电通过变压器绕组，在铁芯里产生周期性的交变磁通，引起硅钢片的磁致伸缩，铁心的接缝与叠层之间的磁力作用及绕组的导线之间的电磁力作用引起振动，发出均匀的“嗡嗡”响声。如果产生不均匀响声或其他响声，都属不正常现象。不同的声响预示着不同的故障现象。变压器正常运行声音若变压器响声比平常增大而均匀时，应检查电网电压情况